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BOREINSPECT™系列

用于钻孔和其他难以到达空间的3D测量

BOREINSPECT™系列是一款模块化非接触式光学测量系统，可对孔内部进行微米级精密3D测量。其旋转扫描仪可轻松进入难以触及的空间，以高速获得完整的内部几何结构。

· 可以测量内径（ID）每个尺寸的细节，包括底切，倒角，螺纹，膛线，O形环槽，花键，平台和边缘裂纹；

· 实现完全可配置的自动孔径检测；

· 生成用于计算GD＆T参数的3D点云数据；

· 可以测量尺寸或表面缺陷，如孔隙，裂纹，毛刺或划痕；

· 可以测量半透明涂层的粗糙度和厚度。

BOREINSPECT™系列可搭建在各种工业检测应用中（左下：线性平台上的RS2，左上：机械臂上的RS2，右：三轴检测站上的RS2.）

BOREINSPECT™系列旋转探头可以与精密平台、机器人、龙门、CMM 等集成。

TubeInspect-1(1)

视频

概述

应用

图像

软件

系统组成

附加信息

常见问题

BOREINSPECT™系列应用演示

阀体孔 - 自动3D测量（汽车行业）

视频内容：RS2是一种非接触式旋转扫描仪，是

BOREINSPECT™系列测孔系统的关键部件，它可以获取阀体内多个孔的3D内径（ID），是全自动检测的一部分。

优点：阀孔的交互式3D分析，距离，绝对位置，圆柱度，表面/尺寸缺陷，

粗糙度，内部特征的几何公差，尺寸偏差等测量。

缸径测量

视频内容：诺飞勘BOREINSPECT™系列非接触孔测量系统可测量气缸孔，提供孔内部的微米级精确3D测量。

优点：全自动气缸孔检测，GD＆T参数的3D测量，颤动，粗糙度和缺陷，

只需一个探头。例如，直径为18毫米的旋转探针的配置，非常适合检测

直径5至15cm的孔，如发动机气缸，油缸促动器等。

翼型3D检测（航空航天）

视频内容：MICROCAM™-3D扫描仪可为难以到达的位置提供微米级精确

的3D光学测量。

优点：完全自动化的检测零件完整几何形状，翼型后缘和前缘，3D建模，

微米精度缺陷检测，尺寸偏差，几何公差，距离测量。

叶片轮廓测量

Blade contour measurement

视频内容：跟随叶片轮廓，叶片前后缘，叶形轮廓

BOREINSPECT™系列关键部件，长轮廓扫描不需要拼接来获取，可完全获得其几何尺寸，且精确到微米。

优点：可配置的自动扫描序列，表面或尺寸缺陷检测，翼型，叶片，涡轮叶片和喉部，NGVs，叶盘，IBR，公差分析，尺寸偏差，几何公差，基准校准能力等。

涡轮叶片 - 高速3D测量（航空航天）

视频内容：RS2，非接触式旋转扫描仪，

BOREINSPECT™系列关键部件，可以进入涡轮叶片复杂的几何结构中，以完全获得其几何尺寸，且精确到

微米。

优点：可配置的自动扫描序列，表面或尺寸缺陷检测，EDM槽和气孔表征

（扇出角控制等），公差分析，尺寸偏差，几何公差，基准校准能力等。

注意：如果还需要从外部测量管/缸孔，则可以通过将BOREINSPECT™系列旋转扫描仪安装在龙门上，或使用诺飞勘的TUBEINSPECT™ 系列来实现，该系统可以通过将管件安装在旋转夹具上，测量管件的内径和外径。

功能和优点概述

孔径测量

· 光学，非接触，无损检测；

· 高速：每秒高达100,000次的3D点测量；

· 3D内径（ID）测量：直径，圆度，圆柱度，跳动，锥度，变形，直线度；

· 高纵横比的特征：底切，螺纹，O形环槽，十字孔；

· 微米分辨率，出色的灵敏度和测量重复性。

成像选项

· 线轮廓；

· 3D可视化，用于孔测量的交互式分析；

· “展开”表面的高度和强度图像；

· 半透明材料的横截面；

· 偏差图。

优点

· 可轻松集成到实验室，车间或全自动工业检测设备中；

· 缩短检测周期时间：旋转扫描仪以每秒30转的速度旋转探头，每秒可获得100,000次3D测量。每个测量值代表一个3D点；

· 用于评估检测零件的灵活选项：可以将测量的特征与CAD图纸或用户定义的一组位置，名义和公差进行比较；

· 简单的扫描定义和执行：通过使用操纵杆示教系统一次定义扫描顺序。然后按下按钮执行扫描序列；

· 节省时间的自动报告：在扫描之后，可以生成报告，并以与行业标准兼容的方式记录结果；

· 适应恶劣环境；

· 无需消耗品：光学探针不会与测量样品接触，因此不会像接触式探针那样磨损。意外损坏很少，探头设计坚固耐用。

测量的铆钉孔内径（直径4.5 mm）的3D图像显示毛刺缺陷

计量应用

用于工业和研发的3D钻孔测量

· 质量控制；

· 自动化3D生产检测，几何尺寸和公差GD＆T；

· 统计过程控制（SPC）；

· 研发（R＆D）检测；

· 逆向工程和部件到CAD；

· 维护，修理和运营（MRO）；

· 在恶劣环境下的轮廓测量。

典型的孔尺寸

· 完整ID几何尺寸GD＆T：直径，圆度，圆柱度，锥度，跳动，直线度等；

· 与CAD模型的偏差；

· 高纵横比特征：底切，台阶，O形环槽，螺纹，通道，尖锐的边缘，陡坡和交叉孔；

· 体积损失：表面磨损或其它损坏；

· 缺陷：腐蚀，点蚀，开裂，凹陷，刮擦，孔隙；

· 表面粗糙度：线性（轴向或圆周），粗糙度或面积粗糙度；

· 半透明材料的厚度：单层或多层薄膜。

孔类测量应用实例

ID表面的测量，可视化和GD＆T检测：

· 铸件，高精度钻孔，深枪钻孔，注塑，3D打印，增材制造；

· 挤压模，通孔，圆锥孔，盲孔；

· 汽车工业发动机部件：阀体孔，阀座，气缸体，气缸盖，凸轮轴，曲轴，传动轴，燃烧室，压铸件等；

· 航空航天工业：在飞机机身总成中的铆钉孔和埋头孔，阀孔，气缸孔，歧管和其它具有孔、槽或其它难以到达的空间的发动机组件；

· 航空航天和工业燃气涡轮发动机：压缩机和涡轮机翼型和叶片，叶片环，风管或喷嘴喉，轴；

· 高精度加工行业：国防，工业，医疗设备，核能，石油和天然气，发电，运输（火车，船舶以及航空航天和汽车）领域的零件的孔，鼓桶，管和槽。

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涡轮定子叶片（喷嘴导向叶片）3D计量

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花键外径测量数据结果.png 花键外径校准数据结果.png

系统软件

BOREINSPECT™系列自带诺飞勘高性能数据采集软件，它是以PC的Windows 为基础的，人性化的扫描程序。

诺飞勘数据采集软件

系统在同一次扫描中同时生成3个数据集：3D点云，光强图和高度图。高度图和光强图有助于缺陷检测。

有可用的STL文件格式。

ID测量以三种格式生成：3D点云，强度图和高度图

为了对被测零件进行全面的GD＆T分析，可以使用随系统一起的测量软件来提供交钥匙解决方案。

· 合格/不合格报告且容易编程和自动化。

具有GD＆T测量和合格/不合格的自动孔测量报告的示例

· 用户可快速将获取的测量结果（色差图）与预设的公差或零件的CAD进行比较。

使用测量软件进行3D孔测量数据分析。

在此，孔ID被视为偏差图。

注：

·系统集成商和OEM可以使用应用程序编程接口（API），以适应各种在线和离线孔测量应用。导出的结果可以与数据记录器和SPC软件集成。

·可以通过将数据导入各种第三方可视化和数值分析软件（例如PolyWorks® Inspector，Geomagic，ImageJ，SolidWorks，Octave，MatLab，Mathematica，IDL或IGOR Pro）来实现可视化扫描数据。

BoreInspect系列是基于光纤的模块化系统，其包括：

(1) 光学侧视测头

(2) 旋转扫描仪

(3) Microcam干涉仪

(4) 检测台

(5) 电脑

(6) 测头旋转的运动控制器和其他要求的运动部件（图上未显示）

(7) 可选的多路硬件（图上未显示）

（1）光学探头

光学侧视测头在狭窄空间前进的过程中旋转，用一个螺旋的模式扫描其完整的内部几何形貌。

标准测针特征*

孔径范围 ( m m )	测针直径 ( m m )	测针可选的工作距离**	典型的光斑大小 ( µ m )	测针长度 * ( m m )**
1 – 4.5	0.55	固定	15 - 35	50-300
2 – 6	1.05	固定
4 – 14	3.05	固定/可调
6 – 30	4.6	固定/可调
19 – 131	17.8	固定/可调
32 – 260	30.5	固定/可调

*可根据要求定制非标准直径（例如ø8.8mm），长度，光斑尺寸和光束角度（不同于标准90°）的测针。可根据要求制造适用于极端温度，高压或其他恶劣环境的定制测针。

**工作距离即测针外径到光在测件落点之间的距离。对于一个固定工作距离的测针，其工作距离在加工时就被固定下来。对这些测针，用户必须选择一个与所选干涉仪扫描深度两倍对等的孔径范围。对于工作距离可调的测针，其工作距离可以在不同的孔径扫描段，以编程方式进行调节。这将保证了精确的聚焦控制，可以在整个孔径范围之内进行调整。

*** 最大长度的测针可能会受到机械因素的限制。已经制定出的最长测针有2米长。

（2）旋转扫描仪

在应用中，该旋转扫描仪边旋转侧视光学测针边前进。旋转扫描仪的外壳坚固且适合于车间环境。

旋转扫描仪的型号

	RS 0	RS 1	RS 2

被测孔径的范围	1 – 6 mm	6 – 260 mm	4 – 131 mm
区别所在	最适宜极微小孔的应用，在此需要用户可更换的测针。	最适宜超大孔的测量	体型最轻，转速最快，最受欢迎且应用广泛
运动和位移能力	旋转+直线（Z轴）+可选的X/Y轴
用户是否可更换测针	是	否	No 否
是否有可选的可调整工作距离的加长测针	否	是	是
旋转速度	高达10转/秒	高达2转/秒	高达30转/秒
旋转测头机箱的大致尺寸	120 x 115 x 90 mm	140 x 130 x 180 mm	170 x 80 x 65mm
大致重量	1.9 kg，不含探针	3.8 kg，包括标准的4.6mm探针	1.2 kg，包括标准的4.6mm探针

（3）干涉仪

该干涉仪为旋转测头提供光源，并处理从旋转扫描仪获得的光学信号。光纤将该旋转扫描仪和干涉仪连接起来。

干涉仪功能参数

	Microcam 3D	Microcam 4D
技术	低相干干涉法
光源波长	1310 nm，红外
光源带宽	宽带光源
校准指示器	测头内置红色激光器，650nm
仪器安全	红外激光＜20mW ,测头内置红色激光指示器＜5mW

景深	取决于所选测头的参数
扫描深度范围¹	3.5mm/7mm	5mm
采集率	2.1kHz/1.05kHz	100kHz
Z轴分辨率	＜0.5um
光斑大小（水平方向分辨率）	2.2-146um，取决于所选测头的参数

粗糙度测量范围Ra	常规测头Ra≥0.4um, 特定测头Ra≥0.05um	常规测头Ra≥0.8um
工作距离	标准测头1-100mm, 非标测头长达1m
干涉仪重复性	＜1um	＜2um
直径测量重复性（1σ）	0.5-1um，取决于配置	1-3um，取决于配置
测头光束到工件表面的最大角度	机械加工表面≤45°，特定表面（玻璃，镜面等）≤4°	机械加工表面≤70°，特定表面（玻璃，镜面等）≤15°

厚度测量	10um-3.5um/ 10um-7um	20um – 5 mm
厚度测量典型材料	玻璃，聚合物，多层膜，涂层，塑料，硅树脂，液体，镜面或非镜面
样件反射率	0.1-100%

备注：

1.为了增加最大的扫描深度，可选择机械位移轴。

（4）检测台

检测台的配置要根据应用而定，诺飞勘可提供该配置。被测部件的夹具不包括在内。

对于实验室和车间检测，BoreInspect在实验室和车间中的典型搭建通常包括一个检测台，扫描仪是2,3或4轴的位移。花岗岩台是可选的，建议用于某些应用中。

对于自动在线工业检测，BoreInspect旋转扫描仪可与精密平台或机械臂（作为机器人末端执行器）集成，以支持大批量连续流水加工制造。 BoreInspect还可以与第三方CMM（坐标测量机）和CNC（计算机数字控制）机床集成。

（5）电脑，显示器和操纵杆

该BoreInspect系统配备有电脑，显示器，鼠标和操纵杆。

（6）运动控制器

运动控制器包含在内。根据附加所需运动轴的数量，该运动控制器被放置在一个2U,3U,或者4U的机架式机箱内。

(7) 多路支持硬件（可选）

光学开关可用于将多达8个探头多路复用到单个Microcam干涉仪上。多路复用测头可以在同一时间使用。此选配为许多安装带来额外的投资回报（ROI）。

标准系统配置

BOREINSPECT™系列的标准配置包括：

RS2旋转扫描仪，带有标准4.6 mm直径的侧视探头（用于检测深达660 mm的钻孔）；
MICROCAM™-3D轮廓仪；
3轴检测站和3轴运动控制器；
PC与诺飞勘采集软件；
1年质保。

仪器安全

MICROCAM™-3D/4D系统探针有内置内红色激光指示器（650 nm波长），用于校准目的。
MICROCAM™-3D/4D系统是1M类激光产品，红外光<20 mW，探头内置激光指示器<5 mW。

常见问题

测量孔径需要多长时间？

· 扫描时间取决于孔的大小，孔的深度以及需要测量的特征点。扫描仪以每分钟1,800转

（或30转/秒）的速度旋转，BOREINSPECT™系列（使用MICROCAM™-4D）每秒可获得高达100,000

次的3D测量值，或在10秒内获得大约100万个3D云。用户选择旋转速度和采集速度以及螺

旋线的螺距，它们共同决定了将要采集的点数和扫描所需的时间。通常，尺寸测量GD&T

需要最少的点并且可以最快地实现。每个粗糙度的标注需要3~4秒，缺陷检测需要最多的点数，

这当然取决于要查找缺陷的大小，如果需要对样件的扫描时间进行估算，请与我们联系。

系统易于使用吗？

· 是的。扫描顺序可以使用操纵杆进行编程，只需按一下按钮即可，且可以保留在以后调用，

请与诺飞勘中国联系，索取操作方法视频，了解如何测量孔ID尺寸。

系统能否在生产车间正常工作？

· 是的，内联和机器人设置都是可以的。

BOREINSPECT™系列可以为我们提供自动化的测量报告吗？

· 是的。

我注意到探针旋转了。跳动是一个问题，是否会影响扫描数据？

· 不会，跳动不是问题。量规环用于校准探头并验证结果。该系统提供微米级直径测量可重复性。

BOREINSPECT™系列旋转扫描仪（RS）探头是否必须位于孔的中心线上？

·BOREINSPECT™系列 RS探头应靠近孔的中心线（1mm内）的位置，以捕获整个特征。对于不规则形状

的物体或狭缝或缝隙，RS探头可以通过从多个位置扫描的方式来获取整个表面。

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